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磷是植物生长必需的大量营养元素之一。油菜是我国重要的油料作物,其种植面积和菜籽总产量都占到了世界的三分之一。油菜需磷较多且对缺磷敏感,我国油菜主产区耕地土壤有效磷含量低,施用磷肥是油菜高产和稳产的重要途径。植物液泡是最大的磷储存库,对胞内磷稳态十分重要。本研究在全基因组水平上鉴定了甘蓝型油菜PHT5（Bn PHT5）家族所有的基因,分析了家族成员的基因特征及其对磷素波动的转录反应。进一步围绕Bn PHT5;1同源基因,利用CRISPR-Cas9基因编辑技术创制了Bn PHT5;1a双突变体与Bn PHT5;1b双突变体,并分别对Bn PHT5;1a和Bn PHT5;1b调控细胞磷稳态的功能进行了研究,获得的主要结果如下:1.Bn PHT5家族基因结构特征及其对环境磷变化的响应油菜PHT5家族有8个基因,可为3个亚族,其中Bn PHT5;1亚族中有4个基因,Bn PHT5;2亚族中有2个基因,Bn PHT5;3亚族中有2个基因。Bn PHT5各亚族中A染色体上的基因与对应的C染色体上的同源基因之间的蛋白质相似性高达97.4-99.6%。Bn PHT5;1a的外显子有9个,而Bn PHT5;1b的外显子有10个。荧光定量结果表明,Bn PHT5;1a（Bn A09PHT5;1a和Bn C09PHT5;1a）和Bn PHT5;3（Bn A01PHT5;3和Bn C01PHT5;3）受缺磷诱导上调表达,而Bn PHT5;1b（Bn A09PHT5;1b和Bn Cn PHT5;1b）则相反。Bn PHT5;1a和Bn PHT5;3基因表达量随着缺磷时间延长逐渐上调,且在恢复供磷后迅速下降,而Bn PHT5;1b的表达量无显著变化,进一步说明表明Bn PHT5;1a和Bn PHT5;3为缺磷诱导基因,而Bn PHT5;1b对缺磷环境不敏感。此外,在油菜苗期不同叶片和花期各部位荧光定量分析中,Bn A09PHT5;1a和Bn C09PHT5;1a这一对同源基因（Bn PHT5;1a）与Bn A09PHT5;1b和Bn Cn PHT5;1b这一对同源基因（Bn PHT5;1b）基因表达模式均不相同,表明Bn PHT5;1亚家族基因四个同源基因功能存在功能分化。2.Bn PHT5;1b调节磷稳态的功能研究Bn PHT5;1bs两个基因均受高磷诱导表达,在液泡膜定位,与拟南芥液泡磷内流转运子VPT1具有相似的序列、结构和磷转运活性。与野生型相比,Bn PHT5;1b双突变体的地上部生长更小,地上部的磷浓度更高,这与Atpht5;1突变体有很大不同,表明PHT5;1在甘蓝型油菜中发挥了独特的细胞磷稳态机制。Bn PHT5;1b基因的敲除影响了油菜生殖期生长,花器官中磷增加,种子产量降低,种子形态发生变化。这些结果表明Bn PHT5;1b是油菜中的液泡磷流入型转运蛋白,对油菜全生育期细胞磷稳态的维持十分重要。3 Bn PHT5;1a调节磷稳态的功能研究Bn PHT5;1as两个基因均受低磷诱导表达,也在液泡膜上定位。Bn PHT5;1a DM（双突变体）植株地上部老叶磷浓度和老叶中磷的分配比均高于野生型（W10）,说明Bn PHT5;1a影响了老叶中磷的活化利用。Bn PHT5;1a突变降低了油菜种子植酸的积累,其种子萌发率低于Bn PHT5;1b DM种子。Bn PHT5;1a DM与Bn PHT5;1b DM植株均在磷波动条件下出现磷中毒的现象,说明Bn PHT5;1a在磷稳态中同样起着重要作用。高磷处理时,Bn PHT5;1a DM植株磷含量低于野生型但高于Bn PHT5;1b DM,说明Bn PHT5;1a不是影响磷积累的主要基因。低磷处理时Bn PHT5;1a DM根中的磷浓度在12 h内没有改变说明Bn PHT5;1a可能影响了磷的消耗。4 Bn PHT5;1a DM与野生型W10的差异蛋白分析对正常磷（250μm）和缺磷（0μm）处理下Bn PHT5;1a DM和野生型W10的叶片进行蛋白质组比较分析,共鉴定出5756种蛋白质。其中,正常磷处理,两类基因型之间鉴定到388种差异表达蛋白,主要GO富集于ATP生物合成和代谢过程。缺磷处理,两类基因型之间鉴定到263种差异表达蛋白,主要GO富集于碳水化合物代谢过程、细胞壁组织、多糖代谢过程和对应激的反应。结合GO和KEGG通路分析显示,与WT相比,Bn PHT5;1a DM植株中的碳水化合物代谢过程、细胞壁多糖类代谢过程以及ATP生物合成和代谢过程等生物过程减少;一些重要的代谢途径,如氧化磷酸化和α-亚麻酸代谢,在Bn PHT5;1a DM植株中受到显著抑制。